BR0202200B1 - cabeça de soldar de máquina de cintar com bigorna vibratória. - Google Patents

Description

"CABEÇA DE SOLDAR DE MÁQUINA DE CINTAR COM BIGORNA VIBRATÓRIA"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Máquinas de cintar são bem conhecidas na técnica.

Tipicamente estas máquinas são usadas para prender cintas em torno de cargas. Um tipo de máquina de cintar é usada com uma cinta plástica ou polimérica e é uma disposição estacio- nária na qual a máquina de cintar é incluída como parte de um sistema de embalagem e fabricação total.

Uma máquina de cintar típica inclui uma armação na qual vários componentes são montados. Uma calha é montada na armação através da qual o material de cintar é alimentado em torno da carga. A cabeça de cintar e um mecanismo de aciona- mento ou alimentação são montados na armação. 0 material de cintar é alimentado a partir de uma fonte, pelo conjunto de alimentação, através da cabeça de cintar. 0 material de cintar atravessa em torno da calha e de volta para a cabeça de cintar. Vários guias podem ser montados na armação para fornecer uma trajetória para a cinta. Por exemplo, um guia pode ser posicionado no conjunto de alimentação para guiar a cinta em rodas de alimentação. Um guia pode também ser posi- cionado entre o conjunto de alimentação e a cabeça de cintar para fornecer uma trajetória de cinta do conjunto de alimen- tação para a cabeça.

A cabeça de soldar ou de cintar fornece um número de funções. Primeiro, a cabeça de cintar inclui um disposi- tivo de aperto possuindo uma ou mais partes de dispositivo de aperto que aperta a cinta durante o curso de uma operação de cintar. A cabeça de cintar também inclui um cortador para cortar a cinta a partir de uma fonte ou suprimento de cinta. Finalmente, a cabeça de cintar inclui um vedador para vedar um curso sobrejacente de material de cintar em si mesmo.

Esta vedação é comumente referida como uma solda e é efetua- da aquecendo um curso da cinta pelo uso de um elemento de vibração.

As cabeças de cintar conhecidas incluem um corpo e uma bigorna entre as quais os cursos de materiais de cintar atravessam durante uma operação de cintar e entre os quais os cursos de material de cintar são mantidos durante a ope- ração de soldar. O dispositivo de aperto é montado dentro do corpo e é operavelmente conectado a um eixo de came possuin- do uma pluralidade de carnes no mesmo. Os lóbulos de came mo- vem o dispositivo de aperto em e fora de engate com o mate- rial de cintar para efetuar as funções de aperto necessárias durante a operação de cintar. A bigorna é mantida rigidamen- te contra o corpo e um elemento de vibração dentro do corpo oscila ou vibra criando assim atrito e calor para efetuar a solda.

O elemento de vibração está disposto dentro do corpo da cabeça de cintar. Durante o curso de soldar o mate- rial de cintar em si mesmo, o dispositivo de aperto deve manter uma pressão suficiente na cinta, contra a bigorna, para assegurar que a cinta não desliza quando o elemento de vibração vibra (isto é, quando a vedação é feita). Com esta finalidade, as ligações complexas são exigidas para assegu- rar que o dispositivo de aperto (montado dentro do corpo) mantenha contato com a cinta (e a bigorna) quando o elemento de vibração é acionado. Como tal, as cabeças de cintar podem ser de construção e desenho complexos, particularmente quan- do grandes tensões são exigidas na cinta para manter a carga acondicionada.

Consequentemente, existe uma necessidade de um ca- beça de soldar ou cintar simplificada para uso em uma máqui- na de cintar. Desejavelmente, tal cabeça de soldar elimina a necessidade de ligações complexas de outro modo exigida para manter a parte de apertar em contato com a cinta (e a bigor- na) quando o elemento de vibração é acionado. Mais deseja- velmente, tal cabeça de cintar é de um desenho compacto. Mais desejavelmente, em tal cabeça de cintar, o elemento de vibração é removido do corpo da cabeça de cintar.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma cabeça de cintar é usada em uma máquina de cintar do tipo que possui um conjunto de alimentação e uma calha. A máquina de cintar é configurada para posicionar, tensionar e vedar material de cintar em torno de uma carga. A cabeça de cintar é posicionado adjacente á calha.

A cabeça de cintar inclui um corpo e uma bigorna montada em e móvel com relação ao corpo. Em uma modalidade presente, a cabeça de cintar inclui uma placa lateral monta- da a pivot no corpo e a bigorna é fixamente montada na placa lateral.

A cabeça de cintar ainda inclui um conjunto de dispositivo de aperto disposto no corpo e um elemento de ve- dação disposto na bigorna para movimento oscilante. Um acio- namento é operavelmente conectado ao elemento de vedação para fornecer movimento oscilante no elemento de vedação.

Os primeiro e segundo cursos de material de cintar se estendem um sobre o outro na cabeça de cintar, adjacente ao elemento de vedação. A oscilação do elemento de vedação efetua uma vedação dos primeiro e segundo cursos de material de cintar um no outro.

Em uma configuração preferida, o acionamento do elemento de vedação é montado na placa lateral para movimen- to com a bigorna. Para efetuar a oscilação, o acionamento inclui um elemento de acionamento excêntrico e o elemento de vedação inclui uma parte de acoplamento para acoplar com o elemento de acionamento excêntrico. 0 elemento de acionamen- to excêntrico pode ser configurado como uma haste excêntrica e a parte de acoplamento pode incluir uma abertura de recep- ção circular para receber a haste. Em tal configuração, um mancai está disposto na haste para contatar com a abertura de recepção.

Para acomodar o elemento de vedação, a bigorna in- clui um canal formado no mesmo. Os mancais podem estar dis- postos dentro do canal para receber o elemento de vedação.

A cabeça de cintar pode incluir um prato de prensa para manter os primeiro e segundo cursos de material compri- mido contra o elemento de vedação. 0 prato de prensa pode estar disposto entre os primeiro e segundo apertos dentro do conjunto de dispositivo de aperto, com o cortador disposto adjacente ao prato de prensa. Estes e outros aspectos e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada se- guinte, em conjunto com as reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS

Os benefícios e vantagens da presente invenção se- rão mais facilmente evidentes para aqueles versados na téc- nica relevante depois de rever a descrição detalhada seguin- te e desenhos anexos, onde:

a Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma má- guina de cintar exemplar possuindo uma cabeça de cintar com uma bigorna de elemento de vibração incorporando os princí- pios da presente invenção;

a Figura 2 é uma vista esquemática da máquina de cintar exemplar mostrando uma carga posicionada na região de calha, e a fonte de cinta alimentando a máquina por meio de um conjunto de alimentação;

a Figura 3 é uma ilustração em perspectiva lateral da cabeça de cintar, ilustrando o motor de solda montado na placa lateral de cabeça de cintar;

a Figura 4 é uma ilustração em perspectiva de fun- do da bigorna e elemento de vibração;

a Figura 5 é uma vista de fundo da bigorna e ele- mento de vibração da Figura 4; e

a Figura 6 é uma vista em seção transversal da ca- beça de cintar tomada ao longo das linhas 6-6 da Figura 3.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Enquanto a presente invenção é suscetível de moda- lidade em várias formas, é mostrado nos desenhos e será des- crito uma modalidade preferida presentemente com o entendi- mento que a descrição presente é para ser considerada uma exemplificação da invenção e não é pretendida para limitar a invenção à modalidade específica ilustrada.

Deve ser entendido adicionalmente que o título desta seção deste relatório, a saber "Descrição Detalhada da Invenção", refere-se a uma exigência do Escritório de Paten- te dos Estados Unidos, e não implica, nem deve ser inferido para limitar o assunto descrito aqui.

Referindo-se às figuras e em particular à Figura 1, é mostrada uma máquina de cintar 10, possuindo uma cabeça de cintar ou soldar 12 com uma bigorna de elemento de vibra- ção 14, incorporando os princípios da presente invenção. A máquina 10 inclui, em geral, uma armação 16, uma calha de cinta 18 e um conjunto de alimentação 20. Um controlador 22 fornece operação automática ou semi-automática e controle da máquina de cintar 10. A cabeça de soldar 12 inclui em geral, um corpo 24 e uma bigorna 26. Um conjunto de dispositivo de aperto 28 e um cortador 30 são suportados pelo corpo 24. De preferência, o cortador 30 está disposto dentro do conjunto de dispositivo de aperto 28.

Referindo-se à Figura 3, a bigorna 26 é de modo móvel montada no corpo de cabeça de cintar 24. Em uma moda- lidade preferida, a bigorna 26 é fixamente montada em uma placa lateral 32 que se move em relação ao corpo 24. De pre- ferência, a placa lateral 32 (e assim a bigorna 26) pivota em torno e com relação ao corpo 24. A bigorna 26 se move en- tre uma posição fechada, na qual a cinta S é manejada, cor- tada e soldada, e uma posição aberta na qual é permitido que a cinta S seja puxada livremente da cabeça 12 seguindo uma operação de cintar. A placa lateral 32 (e assim a bigorna 26) pode ser montada a pivot no corpo de cabeça de cintar 24 por um pino pivô 34.

Referindo-se à figura 6, o movimento pivotante da placa 32 e a bigorna 26 pode ser fornecido, por exemplo, por um came 3 6 montado em um eixo de carne 3 8 disposto dentro do corpo da cabeça de cintar 24. 0 eixo 38 pode ter outros ca- mes 40, 42, 44 (descritos abaixo) no mesmo para mover partes do conjunto de dispositivo de aperto 28 e o cortador 3 0 em e fora de engate com a cinta S. O came de placa 36 engata a placa lateral 32, pivotando assim a placa lateral 32 e a bi- gorna 26 externamente, para longe do corpo 24, na posição aberta. A placa lateral 32 é orientada, por um elemento de orientação tal como uma mola (não mostrada) , para a posição fechada. Um motor 46 aciona o eixo de came 38.

O conjunto de dispositivo de aperto 28 inclui pelo menos duas partes de aperto (referido como apertos). Na mo- dalidade corrente, o conjunto de dispositivo de aperto 28 inclui um aperto terminal 48 e um aperto de alça 50. De pre- ferência, um prato de prensa 52 ou elemento similar está disposto adjacente ou dentro do dispositivo de aperto 28 que é colocado em contato com a cinta S durante a operação de soldar, como será descrito em mais detalhes abaixo. Em uma modalidade corrente, o prato de prensa 52 está posicionado entre o aperto final 48 e o aperto de alça 50 adjacente ao cortador 30. Referindo-se às Figuras 3-5, diferente de cabeças de cintar conhecidas, a cabeça de cintar presente 12 utiliza um elemento de vedação, tal como o elemento de vibração ilustrado 54 que está disposto na bigorna 26. Isto é, en- quanto as cabeças de cintar conhecidas possuem o elemento de vibração ou solda disposto dentro do corpo da cabeça, a ca- beça presente 12 posiciona o elemento de vibração 54 dentro da bigorna móvel 26. 0 elemento de vibração 54 inclui uma extremidade de soldar 56 possuindo uma almofada de solda ou região de solda 58 e uma extremidade de acoplamento 60.

Um motor 62 é operavelmente conectado ao elemento de vibração 54 para efetuar as vibrações ou oscilações ne- cessárias do elemento 54. Em uma modalidade corrente, o mo- tor 62 é montado na placa lateral 32, e assim move ou pivota com a bigorna 26. Nesta maneira, o motor 62 é fixamente mon- tado com relação à bigorna 26 e o elemento de vibração 54.

O elemento de vibração 54 está disposto dentro de um canal aberto 64 na bigorna 26. A parte de almofada de solda 58 do elemento 54 contata a cinta S durante a operação de soldar. O elemento de vibração 54 oscila, em uma maneira geralmente alternada, na direção indicada pela seta com ca- beça dupla em 66 dentro do canal 64.

Como melhor visto na Figura 5, para efetuar a os- cilação do elemento de vibração 54, o motor 62 inclui um elemento de acionamento excêntrico, tal como a haste de acionamento excêntrico exemplar 68 se estendendo através de uma abertura de recepção 70 na extremidade de acoplamento de elemento de vibração 60. Um mancai 72 é montado na haste 68. A haste excêntrica 68 é configurada tal que o eixo geométri- co de rotação Ai é descentrado do eixo geométrico de haste A2.

A abertura de recepção 70 é uma abertura não cir- cular. A abertura 70 é alongada em uma direção (indicada em 74) transversa à direção de movimento alternado 66 do ele- mento 54. A dimensão da abertura 70 na direção de movimento alternado (como indicado em 76) é cerca da mesma que o diâ- metro D da haste de excêntrico 68. Desta maneira, a haste 68 (possuindo o mancai 72 encaixado na mesma) faz um encaixe apertado na abertura 70 na direção de movimento 66, mas pos- sui liberdade dimensional na direção transversa á direção alternada 66. Com esta finalidade, quando a haste 68 roda excentricamente, confere movimento alternado (isto é linear) ao elemento de vibração 54, mas não confere qualquer movi- mento lado a lado ao elemento 54.

Aqueles versados na técnica apreciarão que outros meios para acionar o elemento de vibração 54 podem ser em- pregados. Por exemplo, ligações, dentes de roda, engrenagens e similar podem ser usados para conferir movimento de vibra- ção ao elemento 54. Igualmente, outras disposições eletrome- cânica, mecânica ou elétrica podem ser usadas. Todos os ou- tros dispositivos estão dentro do escopo e espírito da pre- sente invenção.

Referindo-se agora á Figura 5, os mancais 78 estão dispostos entre o elemento de vibração 54 e as paredes 80 definindo o canal 64. Em uma modalidade corrente, mancais do tipo agulha 78 são usados para permitir movimento alternado livre ou oscilação 66 do elemento de vibração 54 e para re- duzir o atrito entre o elemento de vibração 54 e as paredes do canal 80. Os mancais 78 também asseguram que o movimento do elemento 54 dentro do canal 64 é restrito ao movimento alternado, em vez do movimento lado a lado.

Como descrito acima, o elemento alternado 54 in- clui uma almofada de solda ou região de solda 58. Esta é a região que contata a cinta S durante a vibração para assim efetuar a solda ou vedação. Em uma modalidade corrente, a almofada de solda 58 é formada por cortes (por exemplo, ser- rilhas) como indicado em 82 na almofada de solda 58. Aqueles versados na técnica reconhecerão que existem várias configu- rações e estruturas que podem ser usadas para efetuar a re- gião de solda 58.

A operação da cabeça de vedação 12 será agora des- crita com referência à Figura 6. O material de cintar S é alimentado na cabeça de cintar 12 através da abertura 84, atravessa através da cabeça de cintar 12, através da calha 18 e em torno da carga L, e retorna para a cabeça de cintar 12, entrando através da segunda abertura 85. O primeiro cur- so de material de cintar Si para em uma localização prede- terminada na cabeça de cintar 12, como indicado em 86. Esta parada 86 é fornecida restringindo a altura h da trajetória através da cabeça 12 neste ponto em cerca de 1-1/2 vezes a espessura da cinta S.

Uma vez que o primeiro curso de material de cintar S1 alcança a parada 86, um sensor (não mostrado) sinaliza o controlador 22 para parar a alimentação de cinta. 0 aperto final 48 é então movido na direção da bigorna 26 por contato do carne 40 com o aperto 48. Uma vez que o aperto final 48 está no lugar, a cinta S é presa entre o aperto 48 e uma al- mofada de aperto 49 na bigorna 26. Em uma configuração pre- ferida, a almofada de dispositivo de aperto 49 é substituí- vel. A cinta S é tensionada, por exemplo, pela retração da cinta S.

Quando uma tensão desejada na cinta S é alcançada, o aperto de alça 50 se move em engate com a cinta S e a bi- gorna 26, novamente por engate do carne 42 com o aperto 50. Neste ponto no tempo, ambos o aperto final 48 e o aperto de alça 50 são completamente engatados com a cinta S preso en- tre os apertos respectivos 48, 50 e almofadas de dispositivo de aperto 49 na bigorna 26.

0 cortador 30 e o prato de prensa 52 então se mo- vem na direção da bigorna 26 por engate do carne 44 com o prato de prensa 52. 0 cortador 30 corta uma cinta de curso S para separar a cinta S do suprimento de cinta P. Ao mesmo tempo, o prato de prensa 52 prensa a cinta S contra a bigorna 26.

0 motor de solda 62 é então atuado para oscilar o elemento de solda para efetuar uma solda no material de cin- ta S na área em geral indicada em 88. Depois de um período de tempo predeterminado durante o qual a resistência de sol- da aceitável é alcançado, e depois do resfriamento, o aperto final 48 e o aperto de alça 50 bem como o prato de prensa 52 e o cortador 30 são movidos para longe da bigorna 26 (por rotação adicional do eixo de carne 38) e a bigorna 26 e a placa lateral 32 pivotam para fora, para longe do corpo 24. Isto libera a cinta S da cabeça 12.

A carga L é então removida da região de calha 18, e uma nova carga é colocada no lugar para cintar. A placa lateral 32 e a bigorna 2 6 são então movidas de volta para a posição fechada e o material de cintar S é novamente alimen- tado através da cabeça de cintar 12, na calha 18 em torno da carga L e de volta para a cabeça de cintar, para repetir o procedimento de cintar. Na descrição presente, as palavras "um" ou "uma" são para serem tomadas para incluir o singular e o plural. Inversamente, qualquer referência a itens plurais, onde apropriado, devem incluir o singular.

A partir do precedente será observado que nuraero- sas modificações e variações podem ser efetuados sem se afastar do verdadeiro espírito e escopo dos novos conceitos da presente invenção. É para ser entendido que nenhuma limi- tação com respeito às modalidades específicas ilustrada é pretendida ou deve ser inferida. A descrição é pretendida para cobrir pelas reivindicações anexas todas as tais modi- ficações quando caem dentro do escopo das reivindicações.

Claims (9)

1. Cabeça de cintar (12) para uma máquina de cin- tar (10), do tipo que possui um conjunto de alimentação (20) e uma calha (18), a máquina de cintar (10) configurada para receber primeiro e segundo cursos de materiais de cintar as- sociados, posicionar, tensionar e vedar os materiais de cin- tar em torno de uma carga (L), a cabeça de cintar (12) con- figurada para posicionamento adjacente à calha (18), a cabe- ça de cintar (12) CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um corpo estacionário (24); uma bigorna (26) montada em e móvel com relação ao corpo estacionário (24) ; um conjunto de dispositivo de aperto (28) disposto no corpo (24); um elemento de vedação (54) disposto na bigorna (26) para movimento oscilante; uma placa lateral (32) pivotalmente montado no corpo estacionário (24); e um acionamento (62) montado fixamente à placa Ia- teral (32) e diretamente conectado ao elemento de vedação (54) para fornecer movimento oscilante ao elemento de veda- ção (54), onde a bigorna (2 6) é montada na placa lateral (32), e onde os primeiro e segundo cursos de materiais de cintar são posicionados para sobrepor um ao outro adjacente ao elemento de vedação (54), e onde a oscilação do elemento de vedação (54) efetua uma vedação dos primeiro e segundo cursos de materiais de cintar um no outro.

2. Cabeça de cintar, de acordo com a reivindicação -1, CARACTERIZADA pelo fato de que o acionamento (62) inclui um elemento de acionamento excêntrico (68) e o elemento de vedação (54) inclui uma parte de acoplamento (60, 70) para acoplar com o elemento de acionamento excêntrico (68).

3. Cabeça de cintar, de acordo com a reivindicação -2, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento de acionamento excêntrico é um eixo excêntrico (68) e a parte de acoplamen- to inclui uma abertura de recepção não circular (70) para receber o eixo (68).

4. Cabeça de cintar, de acordo com a reivindicação -3, CARACTERIZADA pelo fato de que o eixo (68) inclui um man- cai (72) disposto no mesmo para contato com a abertura de recepção (70).

5. Cabeça de cintar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a bigorna (26) inclui um canal (80) na mesma para receber o elemento de vedação (54).

6. Cabeça de cintar, de acordo com a reivindicação -5, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui mancais (78) dis- postos dentro do canal (80) para receber o elemento de veda- ção (54).

7. Cabeça de cintar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que in- clui um prato de prensa (52) para manter os primeiro e se- gundo cursos de materiais de cintar comprimidos contra o e- lemento de vedação (54).

8. Cabeça de cintar, de acordo com a reivindicação -7, CARACTERIZADA pelo fato de que o prato de prensa (52) es- tá disposto entre os primeiro e segundo apertos (48, 50) dentro do conjunto de dispositivo de aperto (28).

9. Cabeça de cintar, de acordo com a reivindicação -8, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui um cortador (30) disposto adjacente ao prato de prensa (52).